GeForce 256: Первая в мире GPU от Nvidia

Введение

GPU от Nvidia

GeForce 256 – это оригинальная модель в линейке продуктов Nvidia "GeForce". Анонсированная 31 августа 1999 года и выпущенная 11 октября 1999 года, GeForce 256 улучшает своего предшественника (RIVA TNT2) за счет увеличения количества фиксированных пиксельных конвейеров, переноса вычислений геометрии на аппаратный модуль трансформации и освещения (T&L), а также добавления аппаратной компенсации движения для видео MPEG 2. Она обеспечила значительный скачок в производительности 3D-игр на ПК и стала первым полностью совместимым с Direct3D 7 3D-ускорителем. Чип был изготовлен компанией TSMC по 220-нм технологии CMOS. Существуют две версии GeForce 256: версия SDR, выпущенная в октябре 1999 года, и версия DDR, выпущенная в середине декабря 1999 года, каждая из которых использует память SDRAM разного типа. Версия SDR использует память SDR SDRAM от Samsung Electronics, а более поздняя версия DDR – память DDR SDRAM от Hyundai Electronics (ныне SK Hynix).

Архитектура

GeForce 256 позиционировалась как "первый в мире 'GPU', или Graphics Processing Unit", термин, который Nvidia определила в то время как "одночиповый процессор с интегрированными блоками трансформации, освещения, настройки/отсечения треугольников и рендеринга, способный обрабатывать минимум 10 миллионов полигонов в секунду". "256" в названии происходит от "256-битного QuadPipe Rendering Engine", термина, описывающего четыре 64-битных пиксельных конвейера чипа NV10. В играх с одной текстурой NV10 мог выдавать 4 пикселя за цикл, в то время как в сценарии с двумя текстурами это ограничивалось 2 мультитекстурированными пикселями за цикл, поскольку чип по-прежнему имел только один TMU на конвейер, как и TNT2. Что касается функций рендеринга, GeForce 256 также добавила поддержку кубического отображения окружения.

Интеграция аппаратных блоков трансформации и освещения непосредственно в GPU отличает GeForce 256 от более ранних 3D-ускорителей, которые полагались на центральный процессор для выполнения этих вычислений (также известных как программная трансформации и освещение). Это упрощение 3D-графических решений снизило стоимость такого оборудования и сделало его доступным для недорогих потребительских видеокарт, а не ограничивало его дорогостоящей профессиональной нишей, предназначенной для систем автоматизированного проектирования (САПР). Движок T&L NV10 также позволил Nvidia впервые выйти на рынок САПР с выделенными картами, а именно линейкой Quadro. Линейка Quadro использует те же кремниевые чипы, что и карты GeForce, но имеет другую поддержку драйверов и сертификацию, адаптированную к уникальным требованиям приложений САПР.

Сравнение продуктов

По сравнению с предыдущими высококлассными 3D-ускорителями, такими как 3dfx Voodoo3 3500 и Nvidia RIVA TNT2 Ultra, GeForce обеспечивал прирост частоты кадров до 50% и более в некоторых играх (в тех, что были специально разработаны для использования аппаратного T&L), при использовании с недорогим процессором. Позднее появление и широкое распространение карт GeForce 2 MX/4 MX с тем же функционалом обеспечили GeForce 256 необычно долгую поддержку, примерно до 2006 года, в таких играх, как Star Wars: Empire at War или Half-Life 2, в последней из которых был реализован режим совместимости с Direct3D 7, использующий подмножество Direct3D 9 для работы с фиксированным конвейером этих графических процессоров. В то время, когда поддержка приложений была ограничена, критики отмечали, что технология T&L имела небольшую практическую ценность. Изначально она приносила лишь умеренную пользу в определенных ситуациях в нескольких 3D-шутерах от первого лица на базе OpenGL, в частности, в Quake III Arena. Тесты с использованием бюджетных процессоров, таких как Celeron 300A, показывали хорошие результаты для GeForce 256, но тесты с процессорами, такими как Pentium II 300, давали лучшие результаты с некоторыми старыми видеокартами, например, 3dfx Voodoo 2. 3dfx и другие конкурирующие производители видеокарт указывали на то, что быстрый процессор мог с лихвой компенсировать отсутствие блока T&L. Широкая программная поддержка аппаратного T&L появилась лишь спустя несколько лет после выпуска первого GeForce. Ранние драйверы были нестабильными и медленными, в то время как видеокарты 3dfx обладали эффективной, быстрой и отлаженной поддержкой Glide API и/или MiniGL для большинства игр. Только после того, как GeForce 256 был заменен GeForce 2, а на рынке появилась Radeon от ATI, оснащенная T&L, аппаратный T&L стал широко используемой функцией в играх. GeForce 256 также был довольно дорогим для своего времени и не предлагал ощутимых преимуществ перед продуктами конкурентов, за исключением 3D-ускорения. Например, его графический интерфейс и ускорение воспроизведения видео не были значительно лучше, чем у конкурентов или даже более старых продуктов Nvidia. Кроме того, некоторые карты GeForce страдали от некачественной аналоговой схемы, что приводило к размытому изображению. С увеличением производительности процессоров GeForce 256 показал, что недостаток аппаратного T&L заключается в том, что при достаточно высокой скорости процессора он может выполнять функции T&L быстрее, чем GPU, тем самым снижая производительность рендеринга. Это изменило функционирование рынка видеокарт, сократив срок их службы и снизив зависимость от процессора в играх.

Compared to previous high end 3D game accelerators, such as 3dfx Voodoo3 3500 and Nvidia RIVA TNT2 Ultra, GeForce provided up to a 50% or greater improvement in frame rate in some games (ones specifically written to take advantage of the hardware T&L) when coupled with a very low budget CPU. The later release and widespread adoption of GeForce 2 MX/4 MX cards with the same feature set meant unusually long support for the GeForce 256, until approximately 2006, in games such as Star Wars: Empire at War or Half Life 2, the latter of which featured a Direct3D 7 compatible path, using a subset of Direct3D 9 to target the fixed function pipeline of these GPUs. Without broad application support at the time, critics pointed out that the T&L technology had little real world value. Initially, it was only somewhat beneficial in certain situations in a few OpenGL based 3D first person shooters, most notably Quake III Arena. Benchmarks using low budget CPUs like the Celeron 300A would give favourable results for the GeForce 256, but benchmarks done with some CPUs such as the Pentium II 300 would give better results with some older graphics cards like the 3dfx Voodoo 2. 3dfx and other competing graphics card companies pointed out that a fast CPU could more than make up for the lack of a T&L unit. Software support for hardware T&L was not commonplace until several years after the release of the first GeForce. Early drivers were buggy and slow, while 3dfx cards enjoyed efficient, high speed, mature Glide API and/or MiniGL support for the majority of games. Only after the GeForce 256 was replaced by the GeForce 2, and ATI's T&L equipped Radeon was also on the market, did hardware T&L become a widely utilized feature in games. The GeForce 256 was also quite expensive for the time and didn't offer tangible advantages over competitors' products outside of 3D acceleration. For example, its GUI and video playback acceleration were not significantly better than that offered by competition or even older Nvidia products. Additionally, some GeForce cards were plagued with poor analog signal circuitry, which caused display output to be blurry. As CPUs became faster, the GeForce 256 demonstrated that the disadvantage of hardware T&L is that, if a CPU is fast enough, it can perform T&L functions faster than the GPU, thus making the GPU a hindrance to rendering performance. This changed the way the graphics market functioned, encouraging shorter graphics card lifetimes and placing less emphasis on the CPU for gaming.

Компенсация по ходатайству

GeForce 256 представила компенсацию движения как функциональный блок чипа NV10, а этот блок первого поколения был усовершенствован и реализован в GeForce 2 GTS в виде HDVP (процессора высокой четкости) от Nvidia.

Прекращение поддержки

NVIDIA прекратила поддержку драйверов для серии GeForce 256.

Конечные драйверы

Windows 9x и Windows Me: версия 71.84 выпущена 11 марта 2005 года; Скачать; Список поддерживаемых продуктов Windows 95/98/Me – 71.84. Windows 2000 и 32-битная Windows XP: версия 71.89 выпущена 14 апреля 2005 года; Скачать. Список поддерживаемых продуктов Windows XP/2000 – 71.84. Драйверы для Windows 2000/XP могут быть установлены на более поздние версии Windows, такие как Windows Vista и 7, однако они не поддерживают композитинг рабочего стола или эффекты Aero в этих операционных системах.